氫氧燃料電池陽極和陰極催化劑 那個(gè)更為重要
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氫氧燃料電池或者甲醇燃料電池，陽極和陰極催化劑 那個(gè)更為重要？目前燃料電池有了很多的非鉑陰極催化劑，比如Fe-N-C材料最為盛行，為什么非鉑的陽極催化劑很少了，雖然陰極的催化劑用量大大多于陽極，但是陽極也非常重要啊。有陽極非鉑催化劑嗎？現(xiàn)在國(guó)際上對(duì)于陽極非鉑材料研究的怎么樣啊？請(qǐng)大家不吝賜教！！！！！！




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陽極的非鉑催化劑也有，你不要光看FC這個(gè)領(lǐng)域。你可以看看氫氧化或者是醇氧化的非鉑催化劑，有一些人在研究，我知道有一些人就在研究 通過修飾鈀和銀來作為氧化催化劑。 但是在FC這個(gè)領(lǐng)域考慮的話，陰極的問題是很顯著的，所以大部分研究集中在陰極。


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就鉑而已，陽極的交換電流密度是陰極的好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。陽極只需要極少量的鉑就可以滿足需要，基本0.05mg/cm2就足夠用了。而目前主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，商用鉑碳催化劑，陰極側(cè)需要0.4mg/cm2,顯然有很大的降低空間和潛力。大多數(shù)科學(xué)家多研究陰極的氧還原，重點(diǎn)通過非鉑或是低鉑催化劑達(dá)到很好性能的效果。
說得有點(diǎn)點(diǎn)混亂。大概就是這個(gè)意思。




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【科研故事】：邁向氫氧燃料電池產(chǎn)業(yè)化的第一步


據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，催化劑是氫氣與氧氣反應(yīng)的必要條件，沒有催化劑，這個(gè)反應(yīng)就不會(huì)發(fā)生。現(xiàn)在最常用的催化劑是金屬鉑，它的催化效率高，但是資源稀缺，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致氫氧燃料電池的制作成本相對(duì)較高，這為商業(yè)化帶來了很大的困擾。為了讓氫氧燃料電池這一環(huán)保無污染的新型能源走進(jìn)千家萬戶，大學(xué)化學(xué)化工研究團(tuán)隊(duì)近5年來一直在尋找價(jià)格低廉，并且催化效果能與鉑相當(dāng)甚至超越鉑的催化劑。起初，他們發(fā)現(xiàn)碳氮化合物具有一定的催化活性，且在加入鐵、鈷等金屬后，催化活性可大幅提升。他們從這一發(fā)現(xiàn)中得到了啟發(fā)，開始研究鐵和鈷以及它們的氧化物、絡(luò)合物的催化活性，經(jīng)過多次觀察實(shí)驗(yàn)，最終他們?cè)谘趸F，氧化鈷中找到了突破點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)氧化鐵、氧化鈷原本各自具有的尖晶石結(jié)構(gòu)并不能使它們具備很強(qiáng)的催化活性，但是鐵鈷二元尖晶石所新形成的反式尖晶石因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)中鐵原子與鈷原子的相互作用而擁有了遠(yuǎn)超于正式尖晶石的催化活性。后來他們又通過調(diào)節(jié)晶體中鐵離子的濃度發(fā)現(xiàn)反尖晶石中鐵原子和鈷原子相互電子轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的異化效用是催化活性提高的原因。令人可喜的是，在實(shí)驗(yàn)室的研究中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過精確調(diào)控的反尖晶石的催化活性優(yōu)于鉑催化劑。
由于氧化鐵和氧化鈷是金屬礦物質(zhì)，來源豐富，價(jià)格低廉。如果用它們代替鉑，氫氧燃料電池的費(fèi)用將下降到原來的60%，這將有助于氫氧燃料電池的普及，也有效貫徹落實(shí)了我國(guó)“堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境”這一基本國(guó)策。? ? ?“原電池是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，目前我們團(tuán)隊(duì)主要在氫氧燃料電池的正極上這一點(diǎn)取得了突破，但是距離實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還有很長(zhǎng)一段路要走，因?yàn)橐豁?xiàng)研究的產(chǎn)業(yè)化的過程是一條線，不只是一個(gè)點(diǎn)，我們將繼續(xù)研究氫氧燃料電池的負(fù)極和質(zhì)子交換膜，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)該成果的產(chǎn)業(yè)化并使該成果制成的燃料電池走向商業(yè)化。”教授向我們介紹道。

對(duì)于渴望投身科研事業(yè)的學(xué)子，教授常常告誡他們，做科研一定要踏實(shí)，只有一步一個(gè)腳印，在充分了解學(xué)習(xí)前人研究成果的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，重視各個(gè)環(huán)節(jié)，堅(jiān)持不懈，科研工作才可能會(huì)取得希望的成果。

標(biāo)簽：催化劑燃料電池